[물리학 클래식] 2/10 : 물질에 의한 알파 및 베타 입자의 산란과 원자의 구조 (1911)

물리학의 20세기 역사에서 가장 창의적이고, 역사를 바꾼 논문 10편을 골라 그 논문이 등장하게 된 역사적, 학문사적 맥락과 그 후의 영향에 대해 소개하는 「물리학 클래식」

그 10편의 논문을 매일 한 편씩 공개합니다.

두 번째 논문은 바로,

어니스트 러더퍼드, 「물질에 의한 알파 및 베타 입자의 산란과 원자의 구조」 (1911)

20세기 초 어니스트 러더퍼드는 인류 역사상 처음으로 원자핵을 발견했고, 그 사건을 기록으로 남겼다. 그의 연구를 통해 우리는 원자의 내부 구조를 이해하는 데에 획기적인 진전을 이루었다. 이 기록이 바로 러더퍼드가 쓴 「물질에 의한 알파 및 베타 입자의 산란과 원자의 구조(The Scattering of and Particles by Matter and the Structure of the Atom)」(1911년)라는 논문이다

지금 우리는 원자 내부가 대략 어떠하다는 것을 잘 알고 있지만 당시는 깨지지 않는다는 원자가 쪼개지고 전자가 발견된 지 겨우 10여 년이 지난 뒤였다. 러더퍼드는 자신의 실험 결과를 완벽하게 이해하는 데에 1년 6개월의 시간이 걸렸다. 가이거가 역방향으로 튕겨 나간 알파 입자를 관측한 것이 1909년이었고 그 결과를 물리적으로 해석한 「원자의 구조」가 출판된 것은 1911년이었다.

원자핵은 원자 질량의 대부분을 가지고 있다. 그러나 원자핵이 원자에서 차지하는 크기는 매우 작아서 원자 전체의 약 10만분의 1 정도밖에 안 된다. 원자 하나의 크기를 상암 월드컵 경기장이라고 한다면 원자핵은 경기장 가운데에 있는 작은 모래알 정도에 불과하다. 원자 내부의 대부분의 공간은 텅 비어 있는 셈이다

「물리학 클래식」 본문 중

물리학 클래식

: 물리학 원전을 순례하다

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